微執行器
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
微執行器的實例教程
電仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電分析。相應的模型圖如下
對應的電邊界條件：
starccm實現
幾何：
網格：
物理連續體設置：
區域設置：
結果：
微制動器-電熱耦合仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電熱耦合分析。相應的模型圖如下
對應的電邊界條件：
熱邊界條件：
starccm實現
幾何：
網格：
物理連續體設置：
區域設置：
結果：
溫度分布
為了演示如何設置純集群掃描和嵌套參數化掃描，我們來看看我最喜歡的示例模型：參數化的熱微執行器（這是我最喜歡的模型，原因是其中演示了 COMSOL? 軟件的多物理場功能）。由于這是一個參數化模型，因此我們很容易向其中添加參數化掃描和集群掃描。
微執行器的焦耳熱建模。電流流過兩臂，導致它們發熱。隨后，熱膨脹使執行器發生彎曲。
添加集群掃描
我們首先添加一個基于執行器長度參數 L 的集群掃描。為此，首先右鍵單擊研究1，然后單擊集群掃描。此操作將添加一個節點，你可以在其中進行集群設置，具體操作請參見這篇關于從 COMSOL Desktop? 運行集群的文章中的說明。（如果你還沒有看過這篇文章，現在不妨先讀一讀。）
接下來，你可以在研究設置窗口中添加要掃描的參數。單擊加號并在下拉列表中選擇參數 L。然后在參數值列表編輯框中輸入（例如）“100 170 240 310”。在參數單位編輯框中，輸入“um”（微米）。
如果你要將結果引入主模型，請確保選中同步解復選框。這樣，你就可以得到所有結果，并將其用于進一步分析和后處理。
在模型中添加集群掃描。
現在我們已經創建了集群掃描，它基于微執行器的長度進行循環。假設集群設置正確無誤，我們現在需要做的就是單擊計算，然后將單獨的作業發送到集群。
添加嵌套參數化掃描
現在，我們創建一個嵌套參數化掃描，這樣我們的每個集群作業本身都包含一個參數化掃描。
展開 目前基于“三明治”結構的傳感器，可以實現MEMS工藝的兼容與加工，解決了傳統固體電解質式氣體傳感器工藝兼容性差、器件結構復雜等問題。
MEMS氣體傳感器的優勢
(1)微型化：MEMS器件體積小，一般單個 MEMS傳感器的尺寸以毫米甚至微米為計量單位，重量輕、耗能低。同時微型化以后的機械部件具有慣性小、諧振頻率高、響應時間短等優點。MEMS更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面傳感器的敏感程度。
(2)硅基加工工藝，可兼容傳統 IC生產工藝：硅的強度、硬度和楊氏模量與鐵相當，密度類似鋁，熱傳導率接近鉬和鎢，同時可以很大程度上兼容硅基加工工藝。
(3)批量生產：以單個 5mm×5mm尺寸的 MEMS傳感器為例，用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000個 MEMS芯片，批量生產可大大降低單個 MEMS的生產成本。
(4)集成化：一般來說，單顆 MEMS往往在封裝機械傳感器的同時，還會集成ASIC芯片，控制 MEMS芯片以及轉換模擬量為數字量輸出。同時不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統。
(5)多學科交叉： MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。
展開 與之相似，Link?ping大學的一個研究小組為軟體微型機器人生產了一套配備4D功能的微執行器。這些3D打印的執行器含有一種電活性聚合物，打印后會改變形狀，研究人員認為他們的工作顯示了低成本3D打印微型機器人小型化的巨大潛力。
△可逆的4D打印結構。圖片來自SUTD
3D打印人才短缺！
《2021年高考志愿：哪些學校有3D打印/增材制造專業？》
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也可集成壓電陶瓷微位移執行器，通過閉環控制實現納米級實時間隙調整，適用于精密儀器傳動。
4.材料優化：蝸桿采用20CrMnTi合金鋼滲碳淬火（表面硬度HRC58-62），蝸輪采用ZCuSn10P1錫青銅，降低長期運行時的磨損率。還可在嚙合表面噴涂10-15μm厚的二硫化鉬固體潤滑涂層，減少因摩擦導致的間隙擴大。
微制動器-電熱耦合仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電熱耦合分析。
電仿真.sim
本文是通過starccm軟件來復現comsol中的微執行器案例，進行電分析。
微機電系統是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。是一項關系到國家的科技發展、經濟繁榮和國防安全的關鍵技術。其特點在于微型化、智能化、多功能、高集成度和適于大批量生產，并具有通過系統的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統的廣泛空間。微液壓在生物、傳感器等方面展示其應用新領域新方向。
另一方面電動智能化的應用會驅使執行端微控制器數量不斷上升，類似車燈控制器、電動水泵控制器、電磁閥控制器、電動壓縮機控制器以及線控底盤控制器等持續提升。控制端與執行端控制器的需求將共同推動控制器市場規模增長。
來源 |
燃云汽車
曾有一段時間，微處理器（MPU）與微控制器（MCU）是截然不同的兩種設備，微控制器完成“控制”相關的任務，根據外界信號刺激產生反應，微處理器主要執行處理功能，對數據處理和計算能力的要求較高。但如今由于內存架構的變化，兩者之間的界限正在變得模糊。
事實上，可以通過多種方式區分微處理器和微控制器，只是業界尚未對他們的區分標準達成共識。
同時不同的封裝工藝可以把不同功能、不同敏感方向或致動方向的多個傳感器或執行器集成于一體，或形成微傳感器陣列、微執行器陣列，甚至把多種功能的器件集成在一起，形成復雜的微系統。
(5)多學科交叉： MEMS涉及電子、機械、材料、制造、信息與自動控制、物理、化學和生物等多種學科，并集約了當今科學技術發展的許多尖端成果。
與之相似，Link?ping大學的一個研究小組為軟體微型機器人生產了一套配備4D功能的微執行器。這些3D打印的執行器含有一種電活性聚合物，打印后會改變形狀，研究人員認為他們的工作顯示了低成本3D打印微型機器人小型化的巨大潛力。
△可逆的4D打印結構。圖片來自SUTD
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研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時，在小型器件(如微機電系統或微執行器)中顯示出潛在的應用前景。
研究背景
形狀記憶合金被制成薄膜、泡沫或線材的形式時，在小型器件(如微機電系統或微執行器)中顯示出潛在的應用前景。
